动能和动能定理课件-高一下学期物理人教版

第八章

机械能守恒定律人教版必修二8.3动能和动能定理1、进一步理解动能定理，会利用动能定理分析变力做功问题；2、会利用动能定理分析相关的图像问题；3、会利用动能定理分析多过程问题；一、学习目标1.直线运动2.曲线运动二、新知讲解目

录3.变力做功4.多过程问题直线运动PART1一、恒力做功一架喷气式飞机，质量ｍ＝5×103kg，当起飞过程中从静止开始滑跑的路程为l＝5.3×102ｍ时，达到起飞速度v＝60ｍ/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的k倍(ｋ＝0.02)，求飞机受到的牵引力。典型例题1解：①常规方法②动能定理法同一物体分别从高度相同，倾角不同的光滑斜面的顶端滑到底端时，相同的物理量是（）A.动能B.速度C.速率D.重力所做的功【参考答案】ACD【解析】典型例题2物体从高H处由静止自由落下，不计空气阻力，落至地面沙坑下h处停下，求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍？Hhmgmgf由动能定理得：WG+Wf=0mg（H+h）–fh=0【解析】典型例题3关键：1.正确计算物体所受外力做的总功；2.明确物体在运动过程中初、末状态的动能值。【解题步骤】

总结：动能定理不涉及物理运动过程中的加速度和时间，而只与物体的初末状态有关。在处理物理问题时，应优先考虑应用动能定理。（1）确定研究对象，通常是单个物体；（3）分析物体的受力情况，明确各力做功的情况（做功的大小和正负），并确定外力所做的总功；（4）明确初、末状态的动能，确定动能的变化ΔEk；（5）根据动能定理W总=Ek2-Ek1列方程求解；（2）明确运动过程，可以是某段过程，也可以是整个过程；曲线运动PART2例2．把质量为0.5kg的石块从10m高处以与水平方向抛出，初速度大小是v0=5m/s。（不计空气阻力）（1）请求解石块落地时的速度大小。解题思路：动能定理解题思路：平抛运动典型例题4某人从距地面25m高处水平抛出一小球，小球质量100g，出手时速度大小为10m/s,落地时速度大小为16m/s，取g=10m/s2，求：（1）人抛球时对小球做多少功？（2）小球在空中运动时克服阻力做功多少？v0hv人抛球：球在空中：得：W人=5J得：Wf=17.2J【解析】典型例题5如图,光滑水平薄板中心有一个小孔,在孔内穿过一条质量不计的细绳,绳的一端系一小球,小球以O为圆心在板上做匀速圆周运动,半径为R,此时绳的拉力为F,若逐渐增大拉力至8F,小球仍以O为圆心做半径为0.5R的匀速圆周运动,则此过程中绳的拉力做的功为多少？F初：F=mV12/R末：8F=mV22/0.5R则：EK1=½mV12=½FREK2=½mV22=2FR【解析】由动能定理得：W=EK2－EK1=1.5FR典型例题6如图所示，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高，质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为()D典型例题7变力做功PART3【典例4】质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F的作用下，从平衡位置P点缓慢地移到Q点，则力F所做的功为()A.mgLcosB.mgL（1

–cos

）C.FLsinD.FLcos

PQFsTmg【解析】

由P到Q，由动能定理得：WF+WG=0即WF–mgL（1–cos

）=0得WF=mgL（1–cos

）【参考答案】B典型例题7质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距s，已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，重力加速度为g，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为√典型例题8有一半径为r＝0.5m的粗糙半圆轨道，A与圆心O等高，有一质量为m＝0.2kg的物块(可视为质点)，从A点静止滑下，滑至最低点B时的速度为v＝1，取，下列说法正确的是A.物块过B点时，对轨道的压力大小是0.4NB.物块过B点时，对轨道的压力大小是2.0NC.A到B的过程中，克服摩擦力做的功为0.9JD.A到B的过程中，克服摩擦力做的功为0.1J√解：在B点，由牛顿第二定律，FN－mg＝

FN＝2.4N，

由牛顿第三定律，物块对轨道的压力大小为2.4N.对于A到B的过程，mgr＋Wf＝

Wf＝-0.9J，克服摩擦力做功为0.9J.典型例题8一列货车的质量为5.0×105kg,在平直轨道以额定功率3000kw加速行驶,当速度由10m/s加速到所能达到的最大速度30m/s时,共用了2min,则这段时间内列车前进的距离是多少?F0ff恒定S=1600mS典型例题9如图所示为一水平的转台，半径为R，一质量为m的滑块放在转台的边缘，已知滑块与转台间的动摩擦因数为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.若转台的转速由零逐渐增大，当滑块在转台上刚好发生相对滑动时，转台对滑块所做的功为√典型例题101.通常情况下，若问题涉及时间、加速度或过程的细节，要用牛顿运动定律解决；而曲线运动、变力做功等问题，一般要用动能定理解决。即使是恒力，当不涉及加速度和时间，并且是两个状态点的速度比较明确的情况，也应优先考虑动能定理。2.利用动能定理求变力的功是最常用的方法，当物体受到一个变力和几个恒力作用时，可以用动能定理间接求变力做的功，即W变＋W其他＝ΔEk.利用动能定理求变力的功多过程问题PART4

例1.一铅球从高出地面H米处由静止自由落下，不考虑空气阻力，落至地面后陷入地面h米深处停止，若球的质量为m，求球在落入地面以下的过程中受到的平均阻力？fGG

Hh三、利用动能定理分析多过程问题典型例题11解法一：分段列式自由下落：沙坑减速：解法二：全程列式②把各力做的功代入公式时，要把他们的数值连同符号代入。解题时要分清楚各力做功的情况。点拨①物体在某个运动过程中，包含几个运动性质不同的小过程（如加速、减速的过程，此时可以分段考虑，也可以全程考虑，但如能对整个过程列式可以化简问题。③对过程分过程列式并不影响解题结果。若要研究中间过程则要分过程列式，反之可考虑全程列式较简单。本题每个过程因是恒力作用，可以根据牛顿第二定律和运动学公式求解。

斜面倾角为α,长为L,AB段光滑，BC段粗糙，AB=,质量为m的木块从斜面顶端无初速下滑，到达C端时速度刚好为零。求物体和BC段间的动摩擦因数μ。BACLα解：以木块为对象，下滑全过程用动能定理：初、末动能均为零；支持力不做功；GfFN由动能定理典型例题12

典型例题13

如图所示，光滑固定斜面AB的倾角θ＝53°，BC为水平面，BC长度lBC＝1.1m，CD为光滑的

圆弧，半径R＝0.6m.一个质量m＝2kg的物体，从斜面上A点由静止开始下滑，物体与水平面BC间的动摩擦因数μ＝0.2，轨道在B、C两点平滑连接.当物体到达D点时，继续竖直向上运动，最高点距离D点的高度h＝0.2m.不计空气阻力，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s2.求：(1)物体运动到C点时的速度大小vC；(2)A点距离水平面的高度H；(3)物体最终停止的位置到C点的距离s.典型例题14(1)物体运动到C点时的速度大小vC；解析物体由C点运动到最高点，根据动能定理得：代入数据解得：vC＝4m/s(2)A点距离水平面的高度H；解析物体由A点运动到C点，根据动能定理得：代入数据解得：H＝1.02m

ABCD为一竖直平面内的轨道，其中BC水平，A点比BC高出10m，BC长1m，AB和CD轨道光滑。一质量为1kg的物体，从A点以4m/s的速度沿轨道开始运动，经过BC后滑到高出C点10.3m的D点时速度为零。求：(g取10m/s2)(1)物体与BC轨道间的动摩擦因数；(2)物体第5次经过B点时的速度大小；(3)物体最后停止的位置(距B点多少米)。典型例题15（2）物体第5次经过B点时，物体在BC上滑动了4次，由动能定理得解：（1）由A到D，由动能定理得解得μ＝0.5（3）分析整个过程，由动能定理得解得s＝21.6m。来回运动了10次后，还有1.6m，故最后停止的位置与B点的距离为2m－1.6m＝0.4m。一可以看成质点的质量m＝2kg的小球以初速度v0沿光滑的水平桌面飞出后，恰好从A点沿切线方向进入圆弧轨道，BC为圆弧竖直直径，其中B为轨道的最低点，C为最高点且与水平桌面等高，圆弧AB对应的圆心角θ＝53°，轨道半径R＝0.5m.已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，不计空气阻力，g取10m/s2.(1)求小球的初速度v0的大小；(2)若小球恰好能通过最高点C，

求在圆弧轨道上摩擦力对小球做的功。典型例题16代入数据解得Wf＝－4J.得：v0＝3m/s.解：（1）在A点由平抛运动规律得：一